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JP2015131785A - 誘電率異方性が負の環構造を有する新規な化合物およびその製造方法、液晶組成物および液晶電気光学素子 - Google Patents

誘電率異方性が負の環構造を有する新規な化合物およびその製造方法、液晶組成物および液晶電気光学素子 Download PDF

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JP2015131785A
JP2015131785A JP2014005402A JP2014005402A JP2015131785A JP 2015131785 A JP2015131785 A JP 2015131785A JP 2014005402 A JP2014005402 A JP 2014005402A JP 2014005402 A JP2014005402 A JP 2014005402A JP 2015131785 A JP2015131785 A JP 2015131785A
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Japan
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JP2014005402A
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English (en)
Inventor
今野 勉
Tsutomu Konno
勉 今野
孝 石原
Takashi Ishihara
孝 石原
智之 淺井
Tomoyuki Asai
智之 淺井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Seimi Chemical Ltd
Original Assignee
AGC Seimi Chemical Ltd
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Abstract

【課題】化学的に安定であり、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れるとともに、連結基への結合基の設計により高速応答性、低粘性、広い液晶温度範囲、高い透明点などの特性も併せ持つことが可能な液晶性化合物を開発するための、Δεが負に大きい新しいΔε負の機能発現環構造含有化合物、該化合物の製造方法、該化合物を含有する液晶組成物および液晶電気光学素子の提供。
【解決手段】下記式(1)で表される化合物。

具体例としてたとえば下記の構造の化合物が例示される。

【選択図】なし

Description

本発明は、負の誘電率異方性(Δε)を発現する新規な環構造を有する新規な化合物およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基を有する化合物およびそれぞれの製造方法さらにこれらの化合物を含有する液晶組成物およびこの液晶組成物を用いて構成した液晶電気光学素子に関する。
液晶電気光学素子は、携帯電話、PDAなどの携帯機器、複写機、パソコンモニタなどのOA機器用表示装置、液晶テレビなどの家電製品用表示装置をはじめ、時計、電卓、測定器、自動車用計器、カメラなど、極めて広範な用途に用いられている。
液晶電気光学素子の駆動方式にはTN(ねじれネマチック)方式、STN(超ねじれネマチック)方式、又はTNをベースにしたアクティブマトリックス(TFT:薄膜トランジスタ)方式等があり、これらの駆動方式にはΔε(誘電率異方性)が正の液晶組成物が利用されている。しかしながら、これらの表示方式の欠点の一つとして視野角の狭さがある。
したがって、大型の液晶電気光学素子の駆動方式にはアクティブマトリックス方式の中でも視野角を改善したIPS(インプレインスイッチング)方式やVA(ヴァーティカルアラインメント)方式が多く採用されている。IPS方式にはΔεが正または負の液晶組成物が利用され、VA方式にはΔεが負の液晶組成物が利用される。
液晶電気光学素子に求められる全ての性能を単一の化合物によって満たすことは困難であることから、通常、1または2以上特異的に優れた特性を有する液晶性化合物をいくつか組み合わせた液晶組成物が液晶電気光学素子に使用される液晶相を示す材料として使用されている。
Δεが負の液晶組成物を調整するためには、Δεが負の液晶性化合物が不可欠であり、Δεの絶対値が大きな液晶性化合物が望まれている。
Δεは分子長軸方向の誘電率(ε‖)と分子短軸方向の誘電率(ε⊥)の差として定義される値(Δε=ε‖−ε⊥)であり、Δεが負の誘電率を発現させるためには、ε‖に比べε⊥の値が大きくなる特徴的な機能発現環構造が必要である。
ε⊥の値を大きくするには液晶性分子の側方位にフッ素などの電子吸引性基を導入し、短軸方向のダイポールモーメントを大きくすることが有効である。
汎用に用いられているΔεが負の機能発現環構造としてはフェニル環やナフタレン環等の側方位にフッ素などの電子吸引性基を導入した構造に限られている。
例えば2,3−ジフルオロフェニレン基をΔε負の機能発現環構造とした式(A)で表される化合物(特許文献1参照)及び式(B)で表される化合物(特許文献2参照)、ナフタレン環をΔε負の機能発現環構造とした式(C)で表される化合物(特許文献3参照)などが知られている。
特表平2−503441号公報 特開平10−176167号公報 特開2001−31597号公報
液晶性化合物のΔε負の機能発現環構造は限られているため、Δε負の液晶性化合物のバリエーションを増やすには限界があった。新規のΔε負の液晶性化合物を開発するためのΔε負の新しい機能発現環構造の開発が待ち望まれている。
このため、本発明は、化学的に安定であり、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れるとともに、連結基への結合基の設計により高速応答性、低粘性、広い液晶温度範囲、高い透明点などの特性も併せ持つことが可能な液晶性化合物を開発するための、Δεが負に大きい新しいΔε負の機能発現環構造含有化合物を提供することを目的とする。
また、本発明は、新しいΔε負の機能発現環構造の提供およびそれを組み込んだ化合物の製造方法、さらに信頼性の高い液晶電気光学素子を得るのに好適な液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶電気光学素子を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、新しいΔε負の機能発現環構造として、5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基を考案し、この新しい機能発現環構造を組み込んだ化合物の合成に成功した。この新しいΔε負の機能発現環構造は負に大きいΔε示し、Δε負の機能発現環構造として有用であることが判明した。5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基は全く新しい構造であり、これまで合成例はない。したがって、この機能発現環構造を含んだ化合物は新規化合物であり、その製造方法も新規のものである。
本発明に係る化合物は、下記式(1)で表される。

式(1)中の記号は、以下の意味を示す。
およびR:相互に独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜18のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
、A、A、A、A、A、AおよびA:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,3−シクロブチレン基、1,2−シクロプロピレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,4−フェニレン基であり、これら各基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの=CH−は窒素原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZ:相互に独立して、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、該アルキレン基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。また、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよく、1つの−CHCH−は−COO−または−OCO−で置換されていてもよい。
m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
前記式(1)で表わされる化合物は、下記式(1−1)で表される化合物であることが好ましい。

式中の記号は、以下の意味を示す。
11およびR21:相互に独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜18のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
11、A21、A31、A41、A51、A61、A71およびA81:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、または1,4−フェニレン基であり、これら各基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの=CH−は窒素原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
11、Z21、Z31、Z41、Z51、Z61、Z71およびZ81:相互に独立して、単結合、または炭素数1〜4のアルキレン基であり、該アルキレン基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
前記式(1)で表わされる化合物は、下記式(1−2)で表される化合物であることがより好ましい。

式中の記号は、以下の意味を示す。
12およびR22:相互に独立して、炭素数1〜10のアルキル基であり、該基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
12、A22、A32、A42、A52、A62、A72およびA82:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基または1つもしくは2つの水素原子がフッ素原子で置換された1,4−フェニレン基。
12、Z22、Z32、Z42、Z52、Z62、Z72およびZ82:相互に独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CHO−、−OCH−、−CFCF−、−CF=CF−、−OCF−、−CFO−、−CHCHOCF−、−CFOCHCH−、−CF=CFCFO−、または−OCFCF=CF−。
m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
前記式(1)で表わされる化合物は、下記式(1b)で表される化合物であることも好ましい。

式(1b)中の記号は、以下の意味を示す。
:炭素数1〜10のアルキル基。
、A、A、A、A、Z、Z、Z、Z、m、n、oおよびp:前記と同じ意味を示す。
本発明は、上記のような化合物の製造方法の一例として、以下の方法を提供することができる。
下記式(4b)で表わされる化合物のOH基を保護し、下記式(16)で表わされる化合物とした後、脱水、OH基の脱保護、水素添加および酸化を行い下記式(17)で表わされる化合物を得た後、エノールエーテル化により、前記式(1b)で表わされる化合物とすることを特徴とする、式(1b)で表わされる化合物の製造方法。

式中の記号は、以下の意味を示す。
51:OH基の保護基。
、R、A、A、A、A、Z、Z、Z、Z、m、n、oおよびp:前記と同じ意味を示す。
また、本発明は、前記式(1)で表される化合物を含む液晶組成物を提供する。
また、本発明は、該液晶組成物を、電極が配設された2枚の基板間に封入してなる液晶電気光学素子を提供する。
本発明の化合物は、新規なΔε負の機能発現環構造を有することから、Δεが負に大きく、垂直配向性を利用した動作モード等に有用である。また、前記環構造は、Δεが負に大きい構造であることから、本発明の化合物は、Δεが負に大きいという特長を有しながらも、該化合物を構成する環基、置換基および連結基を適宜選択することにより、液晶素子に要求される様々な性能、具体的には、例えば、広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等を満たした液晶組成物を調製できる。かつ該液晶組成物を液晶素子に用いた場合に広い温度範囲で高速応答性に優れ低電圧駆動できる。
本発明の製造方法に従えば、新しいΔε負の機能発現環構造である5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基を有する化合物を汎用性が高く工業的にも容易に簡便かつ効率的に製造することができる。
以下に本発明について更に詳しく説明する。
本明細書において、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記し、他の式で表される化合物も同様に記す。
本明細書において、特に断りのない限り、式(1)におけるRに近いほうを常に1位とし、Rに近い方を常に4位とする。
また、本明細書の化合物において、−O−および/または−S−が連鎖することはない。
また、本明細書において、「Δεが負に大きい」とは、Δεが負であって、その絶対値が大きいことを意味する。つまり、Δεの値が−1と−2であれば、−2の方が「Δεが負に大きい」となる。
なお、本発明において、各式の実線で記載された結合は、全ての立体異性体を含むものである。
また、本明細書において、液晶電気光学素子とは、表示素子に限られず、液晶の電気的または光学的特性を利用する各種の機能素子、例えば、液晶表示素子、さらに、調光窓、光シャッター、偏光変換素子、可変焦点レンズ等の用途に用いられる素子を含むものである。
本発明の化合物に係る式(1)中、前記に規定されるRおよびRについて、アルキル基中の1つ以上の水素原子がハロゲン原子で置換された基としては、フルオロアルキル基、クロロアルキル基等が挙げられる。アルキル基中の水素原子を置換するハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
アルキル基中のC−C間に−O−または−S−が挿入された基としては、アルコキシアルキル基またはアルキルチオアルキル基が挙げられ、基の結合末端に−O−または−S−が挿入された基としては、アルコキシ基またはアルキルチオ基が挙げられる。
アルキル基中の−CHCH−が、−CH=CH−または−C≡C−で置換された基としては、アルケニル基またはアルキニル基が挙げられる。
およびRにおいて、水素原子のフッ素原子への置換、C−C間または該基の結合末端への−O−または−S−の挿入、および−CHCH−の−CH=CH−または−C≡C−への置換は、同一のアルキル基に対して同時に行われていてもよい。
フッ素原子の置換と、−O−の挿入が同時に行われた基としては、フルオロアルコキシ基、フルオロアルコキシアルキル基が挙げられる。
−CH=CH−または−C≡C−の置換と、フッ素原子の置換が同時に行われた基としては、フルオロアルケニル基、フルオロアルキニル基が挙げられる。
−CH=CH−または−C≡C−の置換と、C−C間への−O−または−S−の挿入が同時に行われた基としては、アルケニルオキシアルキル基、アルキニルオキシアルキル基、アルケニルチオアルキル基、アルキニルチオアルキル基が挙げられる。
−CH=CH−または−C≡C−の置換と、基の結合末端に−O−または−S−が挿入された基としては、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アルケニルチオ基、またはアルキニルチオ基が挙げられる。
さらに、フッ素原子の置換と、−CH=CH−または−C≡C−の置換と、−O−または−S−の挿入が同時に行われた基としては、フルオロアルケニルオキシ基、フルオロアルキニルオキシ基、フルオロアルケニルチオ基が挙げられる。
これらの基は、直鎖状と分岐状のどちらでもかまわないが直鎖状が好ましい。
およびRは、上記のうちでも、反応性や副反応が生じにくいことから、フッ素原子、および炭素数1〜18の以下に挙げる基が好ましい。
アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルチオ基、アルキルチオアルキル基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルオキシアルキル基、アルケニルチオ基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロアルコキシアルキル基、フルオロアルケニル基またはフルオロアルケニルチオ基。
中でも、RおよびRとしては、炭素数1〜10の、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケニルオキシアルキル基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロアルコキシアルキル基、フルオロアルケニル基がより好ましく、炭素数1〜10の、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、が特に好ましい。なお、化合物(1)において、Z、Z、ZおよびZが単結合であり、q、r、sおよびtが0である場合は、Rとしては炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましい。
また、前記に規定される式(1)中のA、A、A、A、A、A、AおよびAにおいても、水素原子のハロゲン原子への置換、=CH−の窒素原子への置換、および、−CH−の−O−または−S−への置換は、同一の基に対して同時に行われていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子またはフッ素原子が好ましい。
、A、A、A、A、A、AおよびAが1,4−フェニレン基であり、さらに置換基としてハロゲン原子を有する場合、1つの1,4−フェニレン基に置換するハロゲン原子の数は1つから4つであるが、中でも1つまたは2つが好ましい。トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、さらに置換基としてハロゲン原子を有する場合、ハロゲン原子の数は1つから4つであることが好ましい。また、ハロゲン原子はシクロヘキシレン基の1位または4位の炭素原子に結合していてもよい。
1,4−フェニレン基中の1つまたは2つの=CH−が窒素原子で置換された基としては、2,5−ピリミジニレン基または2,5−ピリジニレン基が挙げられる。
トランス−1,4−シクロへキシレン基中の1つまたは2つの−CH−が−O−または−S−で置換された基としては、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、1,3−ジチアン−2,5−ジイル基が挙げられる。
以下、ハロゲン原子および窒素原子の少なくとも1つで置換された1,4−フェニレン基を「置換1,4−フェニレン基」と記し、ハロゲン原子、−O−および−S−の少なくとも1つで置換された1,4−シクロヘキシレン基を「置換トランス−1、4−シクロヘキシレン基」と記す。
上記のうちでも、A、A、A、A、A、A、AおよびAとしては、反応性や原料入手の関係から、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、置換トランス−1,4−シクロへキシレン基、または置換1,4−フェニレン基が好ましい。
中でも、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、または基中の水素原子の1つまたは2つがフッ素原子で置換された1,4−フェニレン基がより好ましく、トランス−1,4−シクロへキシレン基または1,4−フェニレン基が特に好ましい。
また、化合物(1)のA、A、A、A、A、A、AおよびAの1つ以上が2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基や下記の環基であると、化合物のΔεが負により大きくなると考えられるため好ましい。

なお、A、A、A、A、A、A、AおよびAのいずれにおいても、式(1)におけるRに近い方を1位とし、Rに近いほうを4位とする。
化合物(1)において、Z、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZは、前記と同じ意味を示す。
なお、水素原子のフッ素原子への置換、および−CH−の−O−または−S−への置換、−CHCH−の−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−OCO−への置換は同一の基に対して同時に行われていてもよい。
基中の1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキレン基としては、−CFCF−、−CFCH−、−CHCF−、−CHFCH−、−CHCHF−、−CFCHF−、−CHFCF−等が挙げられる。
基中の1つ以上の−CH−が−O−または−S−で置換されたアルキレン基としては、−CHO−、−OCH−、−CHS−、−SCH−等が挙げられる。
また、基中の水素原子のフッ素原子への置換と、基中の−CH−の−O−への置換と、が同時に行われた基としては、−CFO−、−OCF−等が挙げられる。
基中の1つ以上の−CHCH−が、−CH=CH−または−C≡C−で置換されたアルキレン基としては、アルケニレン基またはアルキニレン基が挙げられる。アルケニレン基またはアルキニレン基としては、−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−CH=CH−CH−CH−、−CH=CH−CH=CH−、−CH−CH=CH−CH−、−C≡C−、−C≡C−CH−、−C≡C−CH−CH−、−C≡C−C≡C−、−CH−C≡C−CH−等が挙げられる。また、−CH=CH−C≡C−のように、二重結合と三重結合が混在しても構わない。また、これらの基は逆向きでも構わない。
−CH=CH−または−C≡C−の置換と、フッ素原子の置換が同時に行われた基としては、−CF=CF−、−CF=CF−C≡C−等が挙げられる。
基中に1つの−CHCH−が、−COO−または−OCO−で置換された基としては、−COO−、−OCO−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−等が挙げられる。
また、前記に規定される式(1)中のZ、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZが単結合である場合には、それぞれの基の両側に存在する基は直接結合することを意味する。例えば、Zが単結合でありmおよびnが1の場合はAとAとは直接結合する。また、Z、ZおよびZが単結合でありm、nおよびoが0であり、pが1である場合は、RとAとは直接結合する。Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZにおいても同様である。
、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZとしては、合成の容易さ等から、単結合、または炭素数1〜4のアルキレン基が好ましい。該基中の1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよく、該基中の1つ以上の−CH−が−O−または−S−で置換されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
中でも、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CHO−、−OCH−、−CFCF−、−CF=CF−、−OCF−、−CFO−、−CHCHOCF−、または−CFOCHCH−、−CF=CFCFO−、−OCFCF=CF−が好ましい。
特に、単結合、−CHCH−、−C≡C−、−CHO−、−OCH−、−OCF−、−CFO−が好ましい。
本発明の化合物(1)において、m、n、o、p、q、r、sおよびtは前記と同じ意味を示す。
なお、m、n、o、p、q、r、sおよびtは化合物に要求特性に応じて適宜選択することができる。
たとえば化合物(1)が低粘性であること、あるいは該化合物が他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れている点を重視する場合、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦1であることが好ましい。一方、化合物の高い液晶温度範囲を重視する場合、1≦m+n+o+p+q+r+s+t≦3であることが好ましい。
本発明の化合物(1)としては、化合物(1−1)が好ましい。

式中の記号は、前記のとおりである。
本発明の化合物(1)としては、化合物(1−2)がより好ましい。

式中の記号は、前記のとおりである。
また、化合物(1)としては、末端がアルコキシ基である化合物(1b)も好ましい。

式中の記号は、前記のとおりである。
化合物(1)の好ましいものとして、以下の化合物が挙げられる。以下の式中、R、R、Z、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZは前記と同じ意味を示し、他の記号は以下の意味を示す。
−Cy−:トランス−1,4−シクロヘキシレン基。
−Phe−:1つまたは2つのフッ素原子で置換されていてもよい1,4−フェニレン基。
−TFCye−:5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基。
2環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=1であるもの):
−Phe−Z−TFCye−R
−Cy−Z−TFCye−R
−Py(2)−Z−TFCye−R
−TFCye−Z−Py(3)−R
−TFCye−Z−Phe−R
−TFCye−Z−Cy−R
−TFCye−Z−Py(2)−R
−Py(3)−Z−TFCye−R
3環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=2であるもの):
−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Cy−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Py(2)−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Py(3)−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−R
−Cy−Z−Cy−Z−TFCye−R
−Py(2)−Z−Cy−Z−TFCye−R
−Py(3)−Z−Cy−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Py(2)−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Py(3)−Z−TFCye−R
−Cy−Z−Py(2)−Z−TFCye−R
−Cy−Z−Py(3)−Z−TFCye−R
−Phe−Z−TFCye−Z−Phe−R
−Phe−Z−TFCye−Z−Cy−R
−Phe−Z−TFCye−Z−Py(2)−R
−Phe−Z−TFCye−Z−Py(3)−R
−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−R
−Cy−Z−TFCye−Z−Py(2)−R
−Cy−Z−TFCye−Z−Py(3)−R
4環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=3であるもの):
−Phe−Z−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Cy−Z−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Py(2)−Z−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Py(3)−Z−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Cy−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Py(2)−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Py(3)−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−R
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5環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=4であるもの):
−Phe−Z−Phe−Z−Phe−Z−Phe−Z−TFCye−R
−Phe−Z−Phe−Z−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−R
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−Z−Cy−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Py(2)−Phe−R
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−Z−Cy−Z−Phe−Z−TFCye−Z−Cy−Phe−R
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−Z−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−Phe−R
−Z−Py(2)−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−Phe−R
−Z−Py(3)−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−Phe−R
−Z−Cy−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Phe−Py(2)−R
−Z−Cy−Z−Phe−Z−TFCye−Z−Cy−Py(2)−R
−Z−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−Py(2)−R
−Z−Cy−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Phe−Py(3)−R
−Z−Cy−Z−Phe−Z−TFCye−Z−Cy−Py(3)−R
−Z−Phe−Z−Cy−Z−TFCye−Z−Cy−Py(3)−R
上記のような本発明の化合物(1)の好ましい製造方法として、
化合物(2)を閉環して化合物(3)とした後、さらに水素添加により化合物(4)とした後、OH基の保護・脱保護および脱水反応を適宜行うことにより、化合物(1)とする製造方法が挙げられる。上記製法で化合物(1)を得る一連の反応は、以下のように表すことができる。

各式中の記号は、前記と同じ意味を示す。
上記化合物(2)は、例えば以下のように合成する事ができる。
ただし、式中のMは金属原子または金属原子を含む基である。その他の記号は前記と同じ意味を示す。
すなわち、化合物(5)をメチルリチウムでリチオ化し、化合物(6)のアルデヒドと反応させる事で化合物(7)を得る。化合物(7)の二重結合をオゾン分解し、ヘミアセタール(8)へと変換する。化合物(8)に有機金属試薬(9)を反応し、ジオール(10)へと変換した後、酸化することでジケトン(11)を得る。ジケトン(11)をアルケニルマグネシウムクロリド(12)と反応させる事で化合物(2)を合成する。
化合物(9)のMとしては、MgI、MgBr、MgClおよびLiが好ましく、中でもMgBrが好ましい。
化合物(2)を閉環メタセシス反応に供する事により化合物(3)を得る。閉環メタセシス反応は文献(Schwab,P.;France,M.B.;Ziller,J.W.;Grubbs,R.H. Angew.Chem.Int.Ed.1995,34,2039.,Nguyen,S.T.;Johnson,L.K.;Grubbs,R.H.;Ziller,J.W. J.Am.Chem.Soc.1992,114,3974.)記載の触媒を用いて溶媒中で実施するのが好ましい。溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;石油エーテル類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、パークレン等のハロゲン系溶媒等または前記溶媒の適当な混合溶媒を用いることができる。これらの中でも、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒が好ましい。
前記遷移金属触媒としてはGrubbs触媒が好ましく、その使用量は、化合物(2)1モルに対し、0.00001当量〜10当量用いるのが好ましく、0.001当量〜1当量用いるのがより好ましく、0.01〜0.2当量使用するのがさらに好ましい。
反応温度は0〜150℃が好ましく、10〜100℃がより好ましい。
反応時間は0.1〜72時間が好ましく、1〜48時間がより好ましい。
化合物(3)に水素添加することにより化合物(4)を得る。水素添加反応は溶媒中、不均一系触媒を用いて実施するのが好ましい。使用することができる溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル等のエステル系溶媒;メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;石油エーテル類または前記溶媒の適当な混合溶媒等を用いることができる。これらの中でも、メタノール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、これらの溶媒の混合溶媒が好ましい。
化合物(4)の製造の際に使用できる不均一系触媒としてはパラジウムカーボン、ロジウムカーボン、ルテニウムカーボン、ラネーニッケル、酸化白金などの遷移金属触媒類が挙げられる。
前記触媒の使用量は、化合物(3)の質量に対し、0.01〜1.0倍量使用するのが好ましく、0.1〜0.5倍使用するのがより好ましい。
反応温度は−50〜100℃が好ましく、0〜40℃がより好ましい。
反応時間は0.1〜72時間が好ましく、0.1〜48時間がより好ましい。
化合物(1)は化合物(4)をOH基の保護・脱保護および脱水することにより得ることができる。
OH基の保護に用いる保護基としては、OH基の保護基であれば特に制限されないが、2箇所のOH基に同時に付かないことと、脱水反応条件下で反応しないこと、という条件を満たす保護基であることが好ましい。
脱水反応に用いる脱水剤としてはオキシ塩化リン、五塩化リン、塩化スルホニル、塩化スルフリル等を用いる事ができる。
脱水反応は所望により溶媒中で実施する事ができる。有機溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒;石油エーテル類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、パークレン等のハロゲン系溶媒等または前記溶媒の適当な混合溶媒を用いることができる。
脱水反応は塩基存在下、実施してもよい。塩基としては無機塩基、有機塩基を使用する事ができる。無機塩基としては、金属ナトリウム、金属カリウム、などのアルカリ金属類およびその炭酸塩、水酸化物、水素化物および金属セシウム、金属アルミニウムなどのアルカリ土類金属類およびその炭酸塩、水酸化物、水素化物が上げられる。有機塩基としてはトリエチルアミン、ジイソプロピルアミンなどの鎖状の有機アミン類、ピリジン、モルホリン、ピリジン、キノリン、イミダゾール等環状の有機アミン類およびその環状に置換基を有する有機アミン類を上げる事ができる。
脱水剤の使用量は、化合物(4)のモル数に対し1.9当量〜20当量が好ましく、反応温度は0〜200℃が好ましく、20〜150℃がより好ましい。
反応時間は0.5〜72時間が好ましく、1〜24時間がより好ましい。
なお、末端がアルコキシ基である化合物(1)を合成するには、Z、Z、ZおよびZが単結合、q、r、sおよびtが0、Rがアルコキシ基である化合物(1b)を合成する場合は、化合物(2)として、Z、Z、ZおよびZが単結合、q、r、sおよびtが0、Rが水素原子である化合物(2b)を用いると目的物がより得られやすいため好ましい。

ただし、式中のR51はOH基の保護基を示し、Rは炭素数1〜10のアルキル基を示し、その他の記号は前記と同じ意味を示す。
化合物(2b)から化合物(4b)までは、前記化合物(2)から化合物(4)までと同様に合成することができる。
化合物(4b)から化合物(1b)までは、OH基を適宜、保護および脱保護することにより合成を進めることができる。
保護、脱保護まで含めた、詳細な合成の例として以下の方法が挙げられる。

ただし、式中の記号は前記と同じ意味を示す。
すなわち、化合物(4b)の末端のOH基を保護して化合物(16)を得た後、脱水する。その後、末端のOH基の保護基R51基を脱保護する。水素添加を行った後、OH基を酸化してケトン(17)を得る。ケトン(17)をR基含有化合物と反応させて末端アルコキシ基を有する化合物(1b)を得る。
なお、ここでは化合物(16)を脱水した後、R51基を脱保護し、その後水素添加しているが、脱水、水素添加、脱保護、という順でも構わない。
前記R51は、OH基の保護基である。OH基の保護基であれば特に制限されないが、2箇所のOH基に同時に付かないこと、という条件を満たす保護基であることが好ましい。R51としては、ベンジル基、p−メトキシフェニルベンジル基、メトキシメチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、アセチル基、ベンゾイル基、トリチル基、t−ブチル基等が挙げられる。中でも、取り扱いが容易であり、反応を制御しやすい反応の位置選択性が高いことから、t−ブチルジメチルシリル基が好ましい。
化合物(2b)の合成方法としては、前記化合物(2)と同様の方法も可能であるが、化合物(7)以降を一部変更した下記の方法も挙げられる。

ただし、式中の記号は前記と同じ意味を示す。
化合物(7)を得るところまでは、前記と同様である。その後、化合物(7)を酸化して化合物(18)を得る。化合物(18)の二重結合をオゾン分解し、化合物(19)へと変換する。化合物(19)をアルケニルマグネシウムクロリド(12)と反応させる事で化合物(2b)を合成する。
本発明の液晶組成物において、前記他の化合物としては、Δεが負である下記式(D)で表される化合物が好ましい。
d1−Ad1−Zd1−Ad2−Zd2−(Ad3)m−Zd3−(Ad4)n−Rd2 (D)
(式中の記号は以下の意味を示す。
d1およびRd2:相互に独立して、炭素数1〜10のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、C−C間または該基の結合末端に−O−が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
d1、Ad2、Ad3およびAd4:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、または1,4−フェニレン基であり、該基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
d1、Zd2およびZd3:相互に独立して、単結合、−COO−、−C≡C−、−OCO−、−OCH−、−CHO−または−C−。
およびn:相互に独立して0または1。
ただし、Ad1、Ad2、Ad3およびAd4の1つ以上は、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基である。)
化合物(D)において、mおよびnがいずれも0である化合物は2環の化合物であるため、粘性が低く、素子の高速応答性を必要とする場合は有用である。また、しきい値電圧や屈折率異方性の調整にも使用可能である。
化合物(D)において、mおよびnの一方が1であり、もう一方が0である化合物は、3環の化合物であるため、前記2環の化合物に比べて透明点が高く、ネマチック相など液晶温度範囲の拡大に有用である。また、屈折率異方性の調整にも使用可能である。
化合物(D)において、mおよびnがいずれも1である化合物は4環の化合物であるため、透明点が特に高いため、液晶温度範囲の拡大に特に有用である。
化合物(D)の好ましいものとして、以下の化合物が挙げられる。以下の式中、−Ph−は1,4−フェニレン基を示し、−Ph(2F,3F)−は2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を示し、−Cy−は前記と同じ意味を示す。
d1−Cy−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Ph−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Ph−C≡C−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−COO−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Cy−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Cy−C−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Cy−COO−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Ph−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Ph−C−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Ph−C≡C−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Cy−Ph(2F,3F)−C≡C−Ph−Rd2
d1−Cy−COO−Ph−C≡C−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Ph−Ph−Ph(2F,3F)−Rd2
d1−Ph−Ph(2F,3F)−Ph−Rd2
d1−Ph−Ph−COO−Ph(2F,3F)−Rd2
本発明の液晶組成物は、液晶組成物のΔεを負に大きくする観点から化合物(D)を含む場合は、化合物(D)の含有量は液晶組成物全体の量に対して5〜60質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。化合物(D)を2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲であると好ましい。
本発明の液晶組成物において、前記他の化合物としては、前記化合物(D)に加えて、Δεの絶対値が小さく中性に近い、下記式(E)で表される化合物も好ましい。
e1−Ae1−Ze1−Ae2−Ze2−(Ae3)m−Ze3−(Ae4)n−Ze4−Re2 (E)
(式中の記号は以下の意味を示す。
e1およびRe2:相互に独立して、炭素数1〜10のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、C−C間または該基の結合末端に−O−が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
e1、Ae2、Ae3およびAe4:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、ピリミジン−2,5−ジイル基、または1,4−フェニレン基であり、該基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
e1、Ze2、Ze3およびZe4:相互に独立して、単結合、−COO−、−C≡C−、−OCO−、−CH=CH−または−C−。
およびn:相互に独立して0または1。)
化合物(E)において、mおよびnがいずれも0である化合物は2環の化合物であるため、粘性が低く、素子の高速応答性を必要とする場合は有用である。また、屈折率異方性の調整にも使用可能である。
化合物(E)において、mおよびnの一方が1であり、もう一方が0である化合物は、3環の化合物であるため、前記2環の化合物に比べて透明点が高く、ネマチック相など液晶温度範囲の拡大に有用である。また、屈折率異方性の調整にも使用可能である。
化合物(E)において、mおよびnがいずれも1である化合物は4環の化合物であるため、透明点が特に高いため、液晶温度範囲の拡大に特に有用である。
化合物(E)の好ましいものとして、以下の化合物が挙げられる。以下の式中、−Pm−はピリミジン−2,5−ジイル基を示し、−Ph(3F)−は3−フルオロ−1,4−フェニレン基を示し、−Cy−および−Ph−は前記と同じ意味を示す。
e1−Cy−Cy−Re2
e1−Cy−Cy−COO−Re2
e1−Cy−C−Cy−Re2
e1−Cy−CH=CH−Cy−Re2
e1−Cy−Ph−Re2
e1−Cy−C−Ph−Re2
e1−Cy−COO−Ph−Re2
e1−Ph−Ph−Re2
e1−Ph−C−Ph−Re2
e1−Ph−COO−Ph−Re2
e1−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Pm−Ph−Re2
e1−Cy−Cy−Ph−Re2
e1−Cy−CH=CH−Cy−Ph−Re2
e1−Cy−C−Cy−Ph−Re2
e1−Cy−Cy−C−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−C−Ph−Re2
e1−Ph−Ph−Ph−Re2
e1−Ph−Ph(3F)−Ph−Re2
e1−Pm−Cy−Cy−Re2
e1−Pm−Ph−Cy−Re2
e1−Pm−Ph−Ph−Re2
e1−Ph−Pm−Ph−Re2
e1−Cy−Cy−COO−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−COO−Ph−Re2
e1−Cy−COO−Ph−COO−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Cy−Ph(3F)−C≡C−Ph−Re2
e1−Cy−C−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Cy−C−Ph(3F)−C≡C−Ph−Re2
e1−Cy−COO−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Ph−COO−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Ph−C≡C−Ph−C≡C−Ph−Re2
e1−Ph−C≡C−Ph(3F)−C≡C−Ph−Re2
e1−Ph−C≡C−Ph−COO−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−Ph−Cy−Re2
e1−Cy−Ph(3F)−Ph−Cy−Re2
e1−Cy−Cy−Ph−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−Ph−Ph−Re2
e1−Cy−Ph−Ph(3F)−Ph−Re2
e1−Cy−Cy−COO−Ph−Cy−Re2
本発明の液晶組成物は、組成物の粘性を低くする等の観点から化合物(E)を含む場合は、化合物(E)の含有量は液晶組成物全体の量に対して10〜50質量%が好ましく、20〜40質量%がより好ましい。化合物(E)を2種類以上含む場合は、その合計量が上記範囲であると好ましい。
本発明の液晶組成物は、均一なツイスト配向を達成するために、光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物としては特に制限は無いが、例えば、CN、S−811、CB−15などの名称で市販されている化合物が挙げられる。
光学活性化合物を添加する場合は、所望のらせんピッチ長が得られるように、添加量を調整する。ピッチ長としては、TFT用やTN用であれば40〜200μm、STN用であれば6〜20μm、双安定性TN用であれば1.5〜4μmの範囲が好ましい。
本発明の液晶組成物としては、以下のものを示すことができる。表1の式中の記号は前記と同じ意味を示す。なお、各基の水素原子は、重水素原子で置換されていても構わない。
さらに、本発明は、前記液晶組成物を液晶層の構成材として用いる液晶電気光学素子を提供する。例えば、本発明の液晶組成物を液晶セル内に注入する等して形成される液晶層を、電極を備える2枚の基板間に挟持して構成される電気光学素子部を有する液晶電気光学素子を提供する。本発明の液晶組成物はパッシブ駆動、アクティブ駆動にかかわらずVAモード、IPSモード、OCBモード等の液晶電気光学素子で好適に用いることができる。中でもOCBモード、VAモードなどの液晶分子を電極に対して垂直に配向させたモードにおいて本発明の液晶組成物は特に有用である。
液晶分子を電極に対して垂直に配向させた代表的な液晶素子としては、VA(vertical alignment)モード液晶素子が挙げられる。このVAモード液晶電気光学素子は、まず、プラスチック、ガラス等の基板上に、必要に応じてSiO、Al等のアンダーコート層やカラーフィルター層を形成し、In−SnO(ITO)、SnO等からなる被膜を成膜し、ホトリソグラフィ等により所要のパターンの電極を形成する。次に、必要に応じて、ポリイミド、ポリアミド、SiO、Al等のオーバーコート層を形成し、配向処理する。これにシール材を印刷し、電極面が垂直方向あるいは水平方向に相対向するように配して周辺をシールし、シール材を硬化して空セルを形成する。
さらに、空セルに、本発明の組成物を注入し、注入口を封止剤で封止して液晶セルを構成する。この液晶セルに、必要に応じて、偏光板、カラー偏光板、光源、カラーフィルター、半透過反射板、反射板、導光板、紫外線カットフィルター等を積層、文字、図形等を印刷、ノングレア加工等をして液晶電気光学素子を得ることができる。
なお、上述の説明は、液晶電気光学素子の基本的な構成および製法を説明したものであり、他の構成も採用できる。例えば、液晶滴下法(ODF)により作製された表示素子、2層電極を用いた基板、2層の液晶層を形成した2層液晶セル、反射電極を用いた基板、TFT、MIM等の能動素子を形成したアクティブマトリクス基板を用いたアクティブマトリクス素子等、種々の構成のものが採用できる。特に本発明の組成物は、TFT、MIM等のアクティブマトリクス素子にも好適である。
さらに、本発明の組成物は、前記VA型以外のモード、即ち、横方向の電界で液晶分子を基板に対して平行に駆動させるインプレインスイッチング(IPS)型液晶素子、多色性色素を用いたゲスト−ホスト(GH)型液晶素子、強誘電性液晶素子等、種々の方式で使用することができる。さらに、本発明の組成物は、電気的に書き込みをする方式だけではなく、熱により書き込みをする方式などにも用いることもできる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。なお以下の例は、本発明を制限することなく、本発明を例示しようとするものである。
本発明の化合物の相転移点は以下の通り測定した。
[相転移点の測定]
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート上に試料を置き、1℃/minで昇温し、相変化を観察した。また、示差走査熱量計(DSC6220、SIIナノテクノロジー社製)を用い、1℃/minで昇温し、相変化を確認した。Cは結晶相、Nはネマチック相、Iはアイソトロピック相を表す。
なお、前記の各物性値は、メルク社製液晶組成物「MLC−6608」90質量%と、本発明の化合物10質量%の割合で混合し液晶組成物を調合し、この液晶組成物を用いて、以下の方法で測定した。
[液晶透明点(Tc)の測定]
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート上に液晶組成物を置き、1℃/minで昇温し、相変化を観察し、液晶組成物のTcを測定し、測定値を外挿することで化合物のTcの外挿値を算出した。
[誘電率異方性(Δε)の測定]
液晶組成物を水平配向及び垂直配向処理がなされた2枚のガラスセル(間隔8μm)の間に封入した。20℃にてこのセルに100mVの電圧を印加して、水平配向されたガラスセルを用いて液晶分子の短軸方向の誘電率(ε⊥)を測定した。同様に垂直配向されたガラスセルを用いて液晶分子の長軸方向の誘電率(ε‖)を測定した。化合物の誘電率異方性(Δε)は式Δε=ε‖−ε⊥から組成物のΔεを求めて、外挿することで求めた。
[参考例1]化合物(7−A)の合成

アルゴン雰囲気下、50mL二口フラスコに、4−ブロモ−3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン(0.24g,1.20mmol)、trans−4−(4−プロピルシクロへキシル)ベンズアルデヒド(0.66g,2.88mmol)、THF(2.5mL)を順次仕込んだ。この反応溶液を−78℃に冷却した後、リチウムブロミドを含まないメチルリチウム(1.0Mエーテル溶液,2.6mL)をゆっくりと滴下し、そのまま−78℃で2時間撹拌した。その後、反応溶液を室温まで昇温した後に、飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を停止させた。反応溶液は酢酸エチルで3回抽出し、集めた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、減圧下で溶媒を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=5:1)により精製を行い、目的生成物である化合物(7−A)(0.35g,1.06mmol)を得た。収率は88%。
19F NMR(CDCl,CFCl)δ=−128.06(dd,J=290.55,20.78Hz,1F),−120.00(dt,J=290.55,5.99Hz,1F),−114.09(dd,J=278.96,11.19Hz,1F),−113.06(dd,J=279.36,11.19Hz,1F)
[参考例2]化合物(18−A)の合成

前記と同様にして得た化合物(7−A)(2.22g,6.19mmol)をアセトニトリルに溶解させ、この反応溶液に、参考例4と同様に、2−ヨードベンゼンスルホン酸ナトリウム(5mol%)とOxone(R)(2KHSO・KHSO・KSO,0.9eq)を加え、反応溶液を85℃に加熱し、18時間反応させた。その後、冷却、濾過、精製を行い、目的物である化合物(18−A)(1.83g,5.13mmol)を得た。収率は83%。
H NMR(CDCl) δ=0.91(t,J=7.19Hz,3H),1.02〜1.12(m,2H),1.20〜1.53(m,7H),1.88〜1.91(m,4H),2.56(tt,J=11.79,3.20Hz,1H),5.74(d,J=11.40Hz,1H),5.92(dt,J=17.19,2.20Hz,1H),6.13(ddt,17.19,11.40,10.49Hz,1H),7.35(d,J=8.79Hz,2H),8.03(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−114.69(s,2F),−113.97(d,J=10.49Hz,2F);
HRMS(FAB) calcd for C2025O(MH):357.1842,Found 357.1833.
[参考例3]化合物(19−A)の合成

前記と同様にして得た化合物(18−A)(1.83g,5.13mmol)を用い、参考例2と同様な方法で化合物(19−A)(1.77g,4.70mmol)を合成した(収率92%)。
[参考例4]化合物(2b−A)の合成

前記と同様にして得た化合物(19−A)(1.77g,4.70mmol)とジエチルエーテルを仕込んだ反応溶液に、実施例1と同様に、ビニルマグネシウムクロリド(ジエチルエーテル溶液、4.0eq)を滴下し、その後、2時間、加熱還流した。その後、冷却、濾過、精製を行い、目的物である化合物(2b−A)(0.68g,1.64mmol)を合成した(収率35%)。
Diastereomer Mixture(d.r.=62:38);
H NMR(CDCl) δ=0.90(t,J=7.19Hz,3H),1.00〜1.15(m,2H),1.18〜1.52(m,8H),1.75〜1.95(m,5H),2.50(tt,J=11.79,3.20Hz,1H),3.62〜3.73(m,1H for mixture),4.22〜4.24(m,1H for minor isomer),4.42〜4.45(m,1H for major isomer),4.55〜4.65(m,1H for mixture),5.35〜5.55(m,4H for mixture),5.88〜6.02(m,1H for mixture),6.55〜6.68(m,1H for mixture),7.24(d,J=7.99Hz,2H),7.50(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−124.32(ddd,J=268.12,19.55,7.52Hz,1F for major isomer),−119.70(dd,J=278.28,8.65Hz,1F for major isomer),−117.59(dd,J=278.28,7.14Hz,1F for major isomer),−114.69(dd,J=275.64,7.14Hz,1F for major isomer),−123.36(ddd,J=268.50,16.92,7.14Hz,1F for minor isomer),−118.18(d,J=278.28Hz,1F for minor isomer),−117.20(dd,J=278.28,7.14Hz,1F for minor isomer),−113.16(d,J=275.64Hz,1F for minor isomer);
HRMS(EI) calcd for C2330(M):414.2182,Found 414.2192.
[参考例5]化合物(3b−A)の合成

Grubbs第二世代触媒(0.067g,0.079mmol)の塩化メチレン溶液(17mL)に、室温で、前記と同様にして得た化合物(2b−A)(0.68g,1.64mmol)を加え、還流条件下、24時間撹拌した。反応溶液を、酢酸エチルを用いてシリカゲルに通し、得られた溶液を減圧条件下で濃縮した。最後に、粗生成物のシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことで化合物(3b−A)を、87%の収率(0.55g,1.42mmol)で得た。
Diastereomer Mixture:ca.1:1
H NMR(CDCl) δ=0.90(t,J=7.39Hz,3H),0.96〜1.05(m,2H),1.18〜1.49(m,7H),1.84〜1.91(m,4H),2.44〜2.52(m,1H),[2.23(d,J=8.79Hz) and 2.33(d,J=8.79Hz),1H],2.45〜2.51(m,1H),[2.60(d,J=4.40Hz) and 2.70(s),1H],4.61〜4,69(m,1H),5.87〜5.96(m,2H),7.17(d,J=7.79Hz,2H),7.35(d,J=7.79Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−137.32(dt,J=270.76,14.67Hz,1F) and −129.54(d,J=260.98Hz,1F)],[−130.87(d,J=256.47Hz,1F) and −127.27(d,J=9.78Hz,1F)],[−129.71(dd,J=260.98,9.78Hz,1F) and −127.14(d,J=7.52Hz,1F)],[−118.24(dd,J=273.39,12.03Hz,1F) and −124.57(d,J=263.61Hz,1F)];
HRMS(FAB) calcd for C2126Na(M+Na):409.1767, Found 409.1776.
[参考例6]化合物(4b−A)の合成

メタノール(16mL)溶媒中、パラジウム/カーボン(10%,0.15g,0.14mmol)存在下、前記と同様にして得た化合物(3b−A)(0.55g,1.42mmol)を室温で加えた。反応系内を水素で満たした後、室温で、2日間撹拌した。反応混合物を、酢酸エチルを用いてシリカゲルに通し、得られた溶液を減圧条件下で濃縮したところ、目的生成物である化合物(4b−A)が収率96%で得られた。(0.53g,1.36mmol)
Less Polar
H NMR(CDCl) δ=0.90(t,J=7.39Hz,3H),1.00〜1.10(m,2H),1.18〜1.49(m,7H),1.81〜1.98(m,6H),2.34〜2.39(m,2H),2.44〜2.51(m,2H),2.74〜2.81(m,1H),4.27(brs,1H),7.22(d,J=8.39Hz,2H),7.50(d,J=8.39Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−135.22〜−134.51(m,1F),−127.50(d,J=268.50Hz,1F),−114.98〜−114.31(m, 2F);
HRMS(FAB) calcd for C2128(M):388.2025, Found 388.2031.
More Polar
H NMR δ= 0.81(t,J=7.19Hz,3H),1.00〜1.10(m,2H),1.18〜1.49(m,7H),1.80〜1.92(m,4H),1.97〜2.17(m,4H),2.27〜2.34(m,1H),2.45〜2.52(m,2H),3.90〜4.00(m,1H),7.15(d,J=8.39Hz,2H),7.43(d,J=7.59Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−136.18(dm,J=269.62Hz,1F),−128.85(dtd,J=257.60,18.43,9.40Hz,1F),−127.27(dm,J=257.60Hz,1F),−116.30(d,J=269.62Hz,1F);
HRMS (FAB) calcd for C2128(M):388.2025,Found 388.2030.
[実施例1]化合物(16−A)の合成

塩化メチレン(14mL)とDMF(1.4mL)の混合溶媒中、前記と同様にして得た化合物(4b−A)(0.53g,1.36mmol)とイミダゾール(0.19g,2.79mmol)、トリフルオロメタンスルホン酸tert−ブチルジメチルシリル(TBSOTf)(1.0mL,4.34mmol)を加え、還流条件で1.5時間撹拌した。その後、水を加えた後に、塩化メチレンを用いて3回抽出を行った。有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後に濾過を行い、得られた濾液を減圧条件で濃縮した。粗生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、2級のヒドロキシル基のみが選択的にtert−ブチルジメチルシリル(TBS)保護されたモノシリルエーテルが収率77%で得られた。(0.53g,1.05mmol)
H NMR(CDCl) δ=0.17(s,3H),0.18(s,3H),0.93(t,J=7.19Hz,3H),0.97(s,9H),1.06〜1.13(m,2H),1.21〜1.53(m,7H),1.88〜1.94(m,6H),2.21〜2.31(m,2H),2.51(tt,J=12.20,3.20Hz,1H),2.57(brs,1H),4.00〜4.12(m,1H),7.26(d,J=8.79Hz,2H),7.48(d,J=7.59Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−136.58(d,J=272.26Hz,1F),−129.21(dm,J=253.83Hz,1F),−126.62(d,J=253.83Hz,1F),−116.56(d,J=272.26Hz,1F);
HRMS(FAB) calcd for C2743Si(M+H):503.2968 Found 503.2972.
[実施例2]化合物(17−A)の合成
[脱水反応]

前記と同様にして得た化合物(16−A)(0.15g,0.29mmol)に対し、ピリジン溶媒中(2.8mL)、オキシ塩化リン(0.13mL,1.42mmol)を滴下し、90℃で19時間撹拌した。その後、水に対して反応溶液をゆっくりと加え、ジエチルエーテルを用いて3回抽出を行った。得られた有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後に、濾過を行い、得られた濾液を減圧条件で濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより単離精製を行い、シクロヘキセン誘導体を単離収率55%(0.077g,0.16mmol)で得た。
H NMR(CDCl) δ=0.21(s,3H),0.23(s,3H),0.98(t,J=7.19Hz,3H),1.01(s,9H),1.07〜1.17(m,2H),1.26〜1.17(m,7H),1.92〜1.97(m,4H),2.50〜2.64(m,2H),2.73〜2.78(m,1H),4.34〜4.39(m,1H),6.17〜6.20(m,1H),6.17〜6.20(m,1H),7.25(d,J=8.15Hz,2H),7.40(d,J=8.15Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−137.38(dt,J=246.50,17.30Hz,1F),−133.99(dt,J=246.50,12.03Hz,1F),−122.54(d,J=282.98Hz,1F),−98.31(d,J=282.98Hz,1F);
[TBS基の脱保護]

THF(1.6mL)溶媒中、前記と同様にして得たシクロヘキセン誘導体(0.077g,0.16mmol)に対し、TBAF(1.0M in THF,0.17mL,0.17mmol)を滴下し、室温で1日間撹拌した。その後、水を加え、ジエチルエーテルを用いて3回抽出を行った。得られた有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後に濾過を行った。濾液を減圧条件で濃縮した後、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて単離精製を行った。(単離収率88%、0.052g,0.14mmol)
H NMR (CDCl) δ=0.91(t,J=7.19Hz,3H),1.00〜1.10(m,2H),1.19〜1.50(m,8H),1.86〜1.91(m,4H),2.37〜2.39(m,1H),2.45〜2.60(m,2H),2.85〜2.90(m,1H),6.18〜6.21(m,1H),7.21(d,J=7.99Hz,2H),7.35(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−137.96(ddd,J=246.32,19.55,14.67Hz,1F),−135.59(dt,J=246.32,14.67Hz,1F),−122.84(dt,J=285.61,12.03Hz,1F),−98.43(d,J=285.61Hz,1F);
HRMS(FAB) calcd for C2126O(M):370.1920,Found 370.1922.
[接触水素化]

メタノール(1.4mL)溶媒中、パラジウム/カーボン(10%,0.007g,0.0069mmol)存在下、脱保護したシクロヘキセン誘導体(0.052g,0.14mmol)を室温で加えた。反応系内を水素で満たした後、室温で、13時間撹拌した。反応混合物を、酢酸エチルを用いてシリカゲルに通し、得られた溶液を減圧条件下で濃縮したところ、目的生成物であるシクロヘキサノール誘導体が定量的に得られた。(0.052g,0.14mmol)
H NMR(CDCl) δ=0.97(t,J=7.19Hz,3H),1.06〜1.15(m,2H),1.27〜1.55(m,7H),1.82〜2.25(m,7H),2.49〜2.56(m,2H),2.66(brs,1H),3.15〜3.27(m,1H),4.14(brs,1H for minor isomer),4.32(brs,1H for major isomer),7.25(d,J=7.99Hz,2H),7.31(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−135.23(d,J=248.95Hz,1F for minor isomer),−134.12〜−133.41(m,1F for diastereomer mixture),−125.41(ddt,J=258.72,29.33,12.41Hz,1F for minor isomer),−123.08(dt,J=258.72,12.03 Hz, 1F for minor isomer),−122.78(dddd,J=258.72,29.33,17.30,12.41Hz,1F for major isomer),−120.63(d,J=258.72Hz,1F for major isomer),−118.95(d,J=265.87Hz,1F for major isomer);
HRMS(FAB) calcd for C2128O(M):372.2076, Found 372.2073.
[IBS酸化]

ニトロメタン溶媒中(1.3mL)、前記と同様にして得たシクロヘキサノール誘導体(0.051g,0.14mmol)に対し、IBS前駆体(0.004g,0.013mol)とOxone(R)(0.073g,0.12mmol)とを加え、110℃で14時間撹拌した。反応溶液を、酢酸エチルを用いてシリカゲルに通した。得られた溶液を減圧条件で濃縮した後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって化合物(17−A)を精製し、79%の単離収率(0.042g,0.11mmol)で得た。
H NMR(CDCl) δ=0.87(t,J=7.59Hz,3H),0.96−1.07(m,2H),1.15〜1.47(m,7H),1.74〜1.88(m,4H),2.06〜2.10(m,1H),2.22〜2.27(m,1H),2.40〜2.47(m,2H),3.05〜3.19(m,1H),4.25〜4.26(m,1H),7.16(d,J=7.99Hz,2H),7.22(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR(CDCl,CFCl) δ=−133.89(dt,J=274.52,14.67Hz,1F),−122.79(dddd,J=258.72,29.33,17.30,12.41Hz,1F),−120.69(d,J=258.72Hz,1F),−119.07(dt,J=274.52,4.89Hz,1F);
HRMS(FAB) calcd for C2126O(M):370.1920,Found 372.1917.
[実施例3]化合物(1b−A)の合成

DMF(4mL)溶媒中、前記と同様にして得た化合物(17−A)(0.042g,0.11mmol)に対し、ヨードメタン(0.03mL,0.48mmol)と酸化銀(0.087g,0.38mmol)、炭酸カリウム(0.084g,0.61mmol)とを加え、室温で15時間撹拌した。その後、水を加え、ジエチルエーテルを用いて3回抽出を行った。有機層を、無水硫酸ナトリウムを用いて乾燥させた後、濾過を行い、得られた濾液を減圧条件で濃縮した。粗生成物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて単離精製を行い、単離収率68%で化合物(1b−A)を得た。(0.029g,0.075mmol)
H NMR(CDCl) δ=0.95(t,J=7.19Hz,3H),1.05〜1.15(m, 2H),1.24〜1.54(m,7H),1.89〜1.96(m,4H),2.48〜2.56(m,2H),2.70〜2.80(m,1H),3.40〜3.48(m,1H),3.70(s,3H),5.20(brs,1H),7.25(d,J=7.99Hz,2H),7.32(d,J=7.99Hz,2H);
19F NMR (CDCl,CFCl) δ=−137.66(dt,J=274.52,12.22Hz,1F),−128.11(dddd,J=248.95,31.59,14.67,4.89Hz,1F),−125.43(dt,J=248.95,12.41Hz,1F),−105.15(d,J=274.52Hz,1F);
HRMS(FAB) calcd for C2228O(M):384.2076,Found 384.2079.
本発明のΔε負の機能発現環構造である5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基を有する化合物(1b−A)のΔεと、現在、最もよく用いられているΔε負の機能発現環構造である2,3−ジフルオロフェニル−1,4−ジイル基を有する化合物(C1)のΔεを比較した(表2)。
化合物(C1)に比べ、化合物(1b−A)の方が負に大きなΔεを示した。この結果より、本発明のΔε負の機能発現環構造である5,5,6,6−テトラフルオロ−3−シクロヘキセン−1,4−ジイル基が強力なΔε負の機能発現環構造であることが確認できた。
実施例および発明の詳細な説明における記述を基に、下記化合物を製造することができる。以下の化合物には、実施例に記載した化合物も含まれる。
なお、以下の式中、−Ph(2F,3F)−、−TFCye−、−Cy−、−Ph−、−Py(2)−および−Py(3)−は前記と同じ意味を示す。
2環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=1であるもの)としては以下のものが挙げられる。
−Ph−TFCye−C
−Ph−CFO−TFCye−OC
11−Ph−TFCye−OC
−Cy−TFCye−C
CH=CH−Cy−TFCye−C
−Py(2)−TFCye−C
−Py(2)−TFCye−OC
−TFCye−Py(3)−C
−TFCye−Py(3)−CCH=CH
CH−TFCye−Ph−C11
CHO−TFCye−Ph−C
−TFCye−Ph(2F,3F)−OC
CHO−TFCye−Cy−C11
−TFCye−Cy−C
−TFCye−Py(2)−C
−TFCye−Py(2)−CCH=CH
−Py(3)−TFCye−C
CH=CHC−Py(3)−TFCye−OC
3環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=2であるもの)としては以下のものが挙げられる。
−Ph−Ph−TFCye−OC
−Ph−Ph−TFCye−C
−Ph−Ph−CHO−TFCye−OC
11−Ph−C≡C−Ph−TFCye−OC
11−Ph−Ph(2F,3F)−TFCye−OC
−Cy−Ph−TFCye−OCH 化合物(1b−A)
−Cy−Ph−TFCye−OC
−Cy−Ph−TFCye−C
−Cy−Ph−CFO−TFCye−C
−Cy−CHCH−Ph−TFCye−C
CH=CHC−Cy−Ph−TFCye−C
11−Cy−Ph(2F,3F)−TFCye−OC
−Py(2)−Ph−TFCye−OCH
−Py(2)−Ph−TFCye−C
−Py(3)−Ph−TFCye−OC
11−Py(3)−Ph−TFCye−CH=CH
CH−Ph−Cy−TFCye−C
−Ph−Cy−TFCye−OCH
−Cy−Cy−TFCye−OC
CH=CHC−Cy−Cy−TFCye−OC
11−Py(2)−Cy−TFCye−C
CH−Py(2)−Cy−TFCye−OCH
CH=CH−Py(3)−Cy−TFCye−OC
−Py(3)−Cy−TFCye−C
−Ph−Py(2)−TFCye−OC
11−Ph−Py(2)−TFCye−OCH
CH−Ph−Py(3)−TFCye−OC
−Ph−Py(3)−TFCye−OC
−Cy−Py(2)−TFCye−OCH
CH=CHC−Cy−Py(2)−TFCye−OC
11−Cy−Py(3)−TFCye−OCH
CH−Cy−Py(3)−TFCye−C
CH−Ph−TFCye−Ph−CH
−Ph−TFCye−Ph−C
−Ph−CHO−TFCye−Ph−C
−Ph−TFCye−OCH−Ph−C
−Ph−TFCye−OCF−Ph−C11
−Ph−TFCye−Ph(2F,3F)−C11
−Ph−TFCye−Ph−CCH=CH
−Ph−TFCye−Cy−C11
11−Ph−TFCye−Cy−OCH
11−Ph−CHO−TFCye−Cy−CH
CH−Ph(2F,3F)−TFCye−Py(2)−C
−Ph−TFCye−Py(2)−C
−Ph−TFCye−Py(3)−C
−Ph−TFCye−Py(3)−OCH
11−Cy−TFCye−Cy−C
CH−Cy−TFCye−Cy−CCH=CH
−Cy−TFCye−Py(2)−C11
−Cy−TFCye−Py(2)−CH
−Cy−TFCye−Py(3)−OC
11−Cy−TFCye−Py(3)−C
4環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=3であるもの)としては以下のものが挙げられる。
−Ph−Ph−Ph−TFCye−OC
−Ph−Ph−Ph(2F,3F)−TFCye−OCH
CH=CHC−Ph−Ph−Ph−TFCye−OCH
11−Cy−Ph−Ph−TFCye−OC
CH−Cy−Ph−Ph(2F,3F)−TFCye−OC
CH−Ph−Ph−Ph−TFCye−OCH
−Py(2)−Ph−Ph−TFCye−C
−Py(2)−Ph−Ph−TFCye−OC
−Py(3)−Ph−Ph−TFCye−OC
11−Py(2)−Ph−Ph−TFCye−C
CH−Ph−Cy−Ph−TFCye−OCH
−Ph−Cy−Ph−TFCye−C
−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−OC
CH=CHC−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−OC
11−Ph−Py(3)−Ph−TFCye−OCH
CHO−Ph−Py(3)−Ph−TFCye−C
−Ph−Ph−Cy−TFCye−OC
−Ph−Ph−Cy−TFCye−C
11−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−OCH
CH=CH−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−OC
−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−OC
−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−C
11−Ph−Cy−Py(2)−TFCye−OCH
CH−Ph−Cy−Py(2)−TFCye−C
−Ph−Cy−Py(3)−TFCye−C
−Ph−Cy−Py(3)−TFCye−OC
−Cy−Cy−Ph−TFCye−C
−Cy−Cy−Ph(2F,3F)−TFCye−OC
11−Cy−Cy−Ph−TFCye−OC
CH−Cy−Py(2)−Ph−TFCye−OCH
−Cy−Py(2)−Ph−TFCye−C
−Cy−Py(2)−Ph−TFCye−OC
−Cy−Py(2)−Ph−TFCye−C
11−Cy−Cy−Cy−TFCye−OCH
CH=CH−Cy−Cy−Cy−TFCye−OC
−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−OCH
−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−C
11−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−OC
CH=CH−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−OC
−Cy−Ph−Cy−TFCye−OCH
CH=CHC−Cy−Ph−Cy−TFCye−OC
11−Cy−Ph−Py(2)−TFCye−OC
CH−Cy−Ph−Py(2)−TFCye−C
−Cy−Ph−Py(3)−TFCye−OCH
−Cy−Ph−Py(3)−TFCye−C
−Ph−Ph−TFCye−Ph−C
11−Ph−Ph−TFCye−Ph−CCH=CH
CH−Ph−Cy−TFCye−Ph−C11
O−Ph−Cy−TFCye−Ph−CH
−Ph−Py(2)−TFCye−Ph−C
−Ph−Py(2)−TFCye−Ph−CH=CH
11−Ph−Py(3)−TFCye−Ph−OC
CH−Ph−Py(3)−TFCye−Ph−C
−Ph−Ph−TFCye−Cy−C
O−Ph−Ph−TFCye−Cy−C11
−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−CH
CH=CHC−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−C
11−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−C
CH−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−OC
−Cy−Ph−TFCye−Ph−C
−Cy−Ph−TFCye−Ph−OC
−Py(2)−Ph−TFCye−Ph−C
11−Py(2)−Ph−TFCye−Ph−CCH=CH
CH−Py(3)−Ph−TFCye−Ph−C11
O−Py(3)−Ph−TFCye−Ph−C11
−Cy−Ph(2F,3F)−TFCye−Cy−CH
−Cy−Ph−TFCye−Cy−OCH
11−Cy−Ph−TFCye−Py(2)−OCH
11−Cy−Ph−TFCye−Py(2)−C
CH−Cy−Ph−TFCye−Py(3)−C
−Cy−Ph−TFCye−Py(3)−CCH=CH
−Cy−Cy−TFCye−Ph−C11
−Cy−Cy−TFCye−Ph−OCH
−Cy−Cy−TFCye−Cy−C
11−Cy−Cy−TFCye−Cy−CH=CH
CH−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−C
−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−OC
−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−C
CH=CHC−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−C11
11−Py(2)−Cy−TFCye−Ph−CH
CH−Py(2)−Cy−TFCye−Ph(2F,3F)−OCH
−Py(2)−Cy−TFCye−Cy−OCH
O−Py(2)−Cy−TFCye−Cy−C
−Py(3)−Cy−TFCye−Ph−C
−Py(3)−Cy−TFCye−Ph−CCH=CH
11−Py(3)−Cy−TFCye−Cy−C
CHO−Py(3)−Cy−TFCye−Cy−C
−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−OCH
−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−C
−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−OC
11−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−C
CH−Ph−Cy−Cy−TFCye−OC
−Ph−Cy−Cy−TFCye−C
−Ph−Py(2)−Cy−TFCye−OCH
−Ph−Py(2)−Cy−TFCye−C
11−Ph−Py(3)−Cy−TFCye−OC
CH−Ph−Py(3)−Cy−TFCye−C
−Py(2)−Ph−Cy−TFCye−OCH
−Py(2)−Ph−Cy−TFCye−C
−Py(3)−Ph−Cy−TFCye−OC
CH=CHC−Py(2)−Ph−Cy−TFCye−OC
11−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−OCH
CH−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−C
−Cy−Py(3)−Cy−TFCye−OC
−Cy−Py(3)−Cy−TFCye−C
−Py(2)−Cy−Cy−TFCye−OCH
CH=CHC−Py(2)−Cy−Cy−TFCye−OCH
11−Py(3)−Cy−Cy−TFCye−OC
CH−Py(3)−Cy−Cy−TFCye−C
−Ph−Cy−TFCye−Cy−C
O−Ph−Cy−TFCye−Cy−C
−Ph−Py(2)−TFCye−Cy−C
−Ph−Py(2)−TFCye−Cy−CCH=CH
11−Ph−Py(2)−TFCye−Cy−C11
CHO−Ph−Py(2)−TFCye−Cy−C11
−Py(2)−Ph−TFCye−Cy−CH
O−Py(2)−Ph−TFCye−Cy−C
−Py(3)−Ph−TFCye−Cy−C
CH=CHC−Py(3)−Ph−TFCye−Cy−C
11−Ph−Cy−TFCye−Py(2)−C11
CH=CH−Ph−Cy−TFCye−Py(2)−CH
−Ph−Cy−TFCye−Py(3)−C
O−Ph−Cy−TFCye−Py(3)−C
−Cy−Py(2)−TFCye−Cy−C
−Cy−Py(2)−TFCye−Cy−OCH
11−Cy−Py(3)−TFCye−Cy−C
11−Cy−Py(3)−TFCye−Cy−OC
CH−Cy−Py(2)−TFCye−Ph−C
CH=CH−Cy−Py(2)−TFCye−Ph−C
−Cy−Py(2)−TFCye−Ph−C11
CH=CHC−Cy−Py(2)−TFCye−Ph−CH
5環の化合物(m+n+o+p+q+r+s+t=4であるもの)としては以下のものが挙げられる。
−Ph−Ph−Ph−Ph−TFCye−OC
−Ph−Ph−Ph−Cy−TFCye−OC
11−Ph−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−OCH
CH−Ph−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−OCH
−Ph−Ph−Cy−Ph(2F,3F)−TFCye−OCH
−Ph−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−OC
−Ph−Ph−Py(3)−Ph−TFCye−OC
11−Ph−Cy−Ph−Ph−TFCye−OC
CH−Ph−Ph(2)−Ph−Ph−TFCye−OCH
−Ph−Py(3)−Ph−Ph−TFCye−OC
−Cy−Ph−Ph−Ph−TFCye−OC
−Py(2)−Ph−Ph−Ph−TFCye−OC
11−Py(3)−Ph−Ph−Ph−TFCye−OC
CH−Ph−Ph−Cy−Cy−TFCye−OCH
−Ph−Ph−Py(2)−Cy−TFCye−OCH
−Ph−Ph−Py(3)−Cy−TFCye−OC
−Ph−Cy−Ph−Cy−TFCye−OC
11−Ph−Py(2)−Ph−Cy−TFCye−OCH
CH−Ph−Py(3)−Ph−Cy−TFCye−OCH
−Cy−Ph−Ph−Cy−TFCye−OCH
−Cy−Py(2)−Ph−Cy−TFCye−OCH
−Cy−Py(3)−Ph−Cy−TFCye−OC
11−Ph−Ph−Cy−Py(2)−TFCye−OC
CH−Ph−Cy−Ph−Py(2)−TFCye−OC
−Cy−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−OCH
−Ph−Ph−Cy−Py(3)−TFCye−OC
−Ph−Cy−Ph−Py(3)−TFCye−OC
11−Cy−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−OC
CH−Cy−Cy−Cy−Cy−TFCye−OC
−Cy−Cy−Cy−Ph−TFCye−OC
−Cy−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−OC
−Cy−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−OC
11−Cy−Cy−Ph−Cy−TFCye−OCH
CH−Cy−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−OC
−Cy−Cy−Py(3)−Cy−TFCye−OC
−Cy−Ph−Cy−Cy−TFCye−OC
−Cy−Py(2)−Cy−Cy−TFCye−OC
11−Cy−Py(3)−Cy−Cy−TFCye−OCH
CH−Ph−Cy−Cy−Cy−TFCye−OCH
−Py(2)−Cy−Cy−Cy−TFCye−OCH
−Py(2)−Cy−Cy−Cy−TFCye−OC
−Cy−Cy−Ph−Ph−TFCye−OC
11−Cy−Cy−Py(2)−Ph(2F,3F)−TFCye−OC
CH−Cy−Cy−Py(3)−Ph−TFCye−OC
−Cy−Ph−Cy−Ph−TFCye−OCH
−Cy−Py(2)−Cy−Ph−TFCye−OCH
−Cy−Py(3)−Cy−Ph−TFCye−C
11−Ph−Cy−Cy−Ph−TFCye−OC
CH−Py(2)−Cy−Cy−Ph−TFCye−OC
−Py(2)−Cy−Cy−Ph−TFCye−OC
−Cy−Cy−Ph−Py(2)−TFCye−OCH
−Cy−Ph−Cy−Py(2)−TFCye−OCH
11−Ph−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−OCH
CH−Cy−Cy−Ph−Py(3)−TFCye−OC
−Cy−Ph−Cy−Py(3)−TFCye−OC
−Ph−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−OC
−Ph−Ph−Ph−TFCye−Ph−C
11−Ph−Ph−Ph(2F,3F)−TFCye−Cy−C
CH−Ph−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−C11
−Ph−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−CH
−Ph−Ph−Cy−TFCye−Ph−C
−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−Ph−C
11−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−Ph−C
CH−Ph−Cy−Ph−TFCye−Ph−C
−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−Ph−C11
−Ph−Py(3)−Ph−TFCye−Ph−CH
−Cy−Ph−Ph−TFCye−Ph−C
11−Py(2)−Ph−Ph−TFCye−Ph−C
CH−Py(3)−Ph−Ph−TFCye−Ph−C
−Ph−Ph−Cy−TFCye−Cy−C11
−Ph−Ph−Py(2)−TFCye−Cy−C11
−Ph−Ph−Py(3)−TFCye−Cy−CH
11−Ph−Cy−Ph−TFCye−Cy−C
CH−Ph−Py(2)−Ph−TFCye−Cy−C
−Ph−Py(3)−Ph(2F,3F)−TFCye−Cy−C
−Cy−Ph−Ph−TFCye−Cy−C11
−Py(2)−Ph−Ph−TFCye−Cy−CH
11−Py(3)−Ph−Ph−TFCye−Cy−C
CH−Ph−Ph−Cy−TFCye−Py(2)−C
−Ph−Cy−Ph−TFCye−Py(2)−C
−Cy−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−C11
−Ph−Ph−Cy−TFCye−Py(3)−CH
11−Ph−Cy−Ph−TFCye−Py(3)−C
CH−Cy−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−C
−Cy−Cy−Cy−TFCye−Cy−C
−Cy−Cy−Cy−TFCye−Ph−C11
−Cy−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−CH
11−Cy−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−C
CH−Cy−Cy−Ph−TFCye−Cy−C
−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−Cy−C
−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−Cy−C
−Cy−Ph−Cy−TFCye−Cy−C11
11−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−Cy−CH
CH−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−Cy−C
−Ph−Cy−Cy−TFCye−Cy−C
−Py(2)−Cy−Cy−TFCye−Cy−C
−Py(3)−Cy−Cy−TFCye−Cy−C11
11−Cy−Cy−Ph−TFCye−Ph−CH
CH−Cy−Cy−Py(2)−TFCye−Ph−C
−Cy−Cy−Py(3)−TFCye−Ph−C
−Cy−Ph−Cy−TFCye−Ph−C
−Cy−Py(2)−Cy−TFCye−Ph−CH
11−Cy−Py(3)−Cy−TFCye−Ph−C
CH−Ph−Cy−Cy−TFCye−Ph−C
−Py(2)−Cy−Cy−TFCye−Ph−C
−Py(3)−Cy−Cy−TFCye−Ph−C11
−Cy−Cy−Ph−TFCye−Py(2)−CH
11−Cy−Ph−Cy−TFCye−Py(2)−C
CH−Ph−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−C
−Cy−Cy−Ph−TFCye−Py(3)−C
−Cy−Ph−Cy−TFCye−Py(3)−C11
−Ph−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−CH
11−Ph−Ph−TFCye−Ph−Ph−C
CH−Ph−Ph−TFCye−Ph−Cy−C
−Ph−Ph−TFCye−Ph(2F,3F)−Py(2)−C
−Ph−Ph−TFCye−Ph−Py(3)−C11
−Ph−Ph−TFCye−Cy−Ph−CH
11−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−Ph−C
CH−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−Ph−C
−Ph−Cy−TFCye−Ph−Ph−C
−Ph−Py(2)−TFCye−Ph−Ph−C11
−Ph−Py(3)−TFCye−Ph−Ph−CH
11−Cy−Ph−TFCye−Ph−Ph−C
CH−Py(2)−Ph−TFCye−Ph−Ph−C
−Py(3)−Ph−TFCye−Ph−Ph−C
−Ph−Ph−TFCye−Cy−Cy−C
−Ph−Ph−TFCye−Py(2)−Cy−C
11−Ph−Ph−TFCye−Py(3)−Cy−C
CH−Ph−Cy−TFCye−Ph−Cy−C11
−Ph−Py(2)−TFCye−Ph−Cy−CH
−Ph−Py(3)−TFCye−Ph−Cy−C
−Cy−Ph−TFCye−Ph−Cy−C
11−Py(2)−Ph−TFCye−Ph−Cy−C
CH−Py(3)−Ph−TFCye−Ph−Cy−C11
−Ph−Ph−TFCye−Cy−Py(2)−C
−Ph−Cy−TFCye−Ph−Py(2)−C
−Cy−Ph−TFCye−Ph−Py(2)−C11
11−Ph−Ph−TFCye−Cy−Py(3)−CH
CH−Ph−Cy−TFCye−Ph−Py(3)−C
−Cy−Ph−TFCye−Ph−Py(3)−C
−Cy−Cy−TFCye−Cy−Cy−C
−Cy−Cy−TFCye−Cy−Ph−C
11−Cy−Cy−TFCye−Cy−Py(2)−C
CH−Cy−Cy−TFCye−Cy−Py(3)−C11
−Cy−Cy−TFCye−Ph−Cy−CH
−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−Cy−C
−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−Cy−C
11−Cy−Cy−TFCye−Ph−Ph−C
CH−Cy−Cy−TFCye−Py(2)−Ph−C11
−Cy−Cy−TFCye−Py(3)−Ph−CH
−Cy−Ph−TFCye−Cy−Ph−C
−Cy−Py(2)−TFCye−Cy−Ph−C
11−Cy−Py(3)−TFCye−Cy−Ph−C
CH−Ph−Cy−TFCye−Cy−Ph−C11
−Py(2)−Cy−TFCye−Cy−Ph−CH
−Py(3)−Cy−TFCye−Cy−Ph−C
−Cy−Cy−TFCye−Ph−Py(2)−C11
−Cy−Ph−TFCye−Cy−Py(2)−CH
11−Ph−Cy−TFCye−Cy−Py(2)−C
CH−Cy−Cy−TFCye−Ph−Py(3)−C
−Cy−Ph−TFCye−Cy−Py(3)−C
−Ph−Cy−TFCye−Cy−Py(3)−C11
本発明の化合物は、新規なΔε負の機能発現環構造を有し、汎用されている2,3−ジフルオロフェニル基を有する化合物と比べても、Δεが負に大きいことが分かった。また、化合物を構成する環基、置換基および連結基を適宜選択することにより、本発明の化合物は、広い動作温度範囲等、液晶素子に要求される様々な性能を満たす液晶組成物を調製できると考えられる。また、本発明の製造方法により、本発明の化合物を容易に製造できることも分かった。

Claims (7)

  1. 下記式(1)で表される含フッ素化合物。

    式(1)中の記号は、以下の意味を示す。
    およびR:相互に独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜18のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
    、A、A、A、A、A、AおよびA:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,3−シクロブチレン基、1,2−シクロプロピレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,4−フェニレン基であり、これら各基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの=CH−は窒素原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
    、Z、Z、Z、Z、Z、ZおよびZ:相互に独立して、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、該アルキレン基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。また、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよく、1つの−CHCH−は−COO−または−OCO−で置換されていてもよい。
    m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
  2. 下記式(1−1)で表される化合物である、請求項1に記載の化合物。

    式中の記号は、以下の意味を示す。
    11およびR21:相互に独立して、水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜18のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
    11、A21、A31、A41、A51、A61、A71およびA81:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、または1,4−フェニレン基であり、これら各基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの=CH−は窒素原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
    11、Z21、Z31、Z41、Z51、Z61、Z71およびZ81:相互に独立して、単結合、または炭素数1〜4のアルキレン基であり、該アルキレン基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
    m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
  3. 下記式(1−2)で表される化合物である、請求項1に記載の化合物。

    式中の記号は、以下の意味を示す。
    12およびR22:相互に独立して、炭素数1〜10のアルキル基であり、該基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−で置換されていてもよい。
    12、A22、A32、A42、A52、A62、A72およびA82:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基または1つもしくは2つの水素原子がフッ素原子で置換された1,4−フェニレン基。
    12、Z22、Z32、Z42、Z52、Z62、Z72およびZ82:相互に独立して、単結合、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CHO−、−OCH−、−CFCF−、−CF=CF−、−OCF−、−CFO−、−CHCHOCF−、−CFOCHCH−、−CF=CFCFO−、または−OCFCF=CF−。
    m、n、o、p、q、r、sおよびt:相互に独立して0または1である。ただし、0≦m+n+o+p+q+r+s+t≦4。
  4. 下記式(1b)で表わされる化合物である、請求項1に記載の化合物。

    式(1b)中の記号は、以下の意味を示す。
    :炭素数1〜10のアルキル基。
    、A、A、A、A、Z、Z、Z、Z、m、n、oおよびp:前記と同じ意味を示す。
  5. 下記式(4b)で表わされる化合物のOH基を保護し、下記式(16)で表わされる化合物とした後、脱水、OH基の脱保護、水素添加および酸化を行い下記式(17)で表わされる化合物を得た後、エノールエーテル化により、前記式(1b)で表わされる化合物とすることを特徴とする、式(1b)で表わされる化合物の製造方法。

    式中の記号は、以下の意味を示す。
    :水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1〜18のアルキル基であり、該アルキル基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、炭素−炭素原子間または該基の結合末端にエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子が挿入されていてもよく、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよい。
    51:OH基の保護基。
    :炭素数1〜10のアルキル基。
    、A、A、A、A、A、AおよびA:相互に独立して、トランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,3−シクロブチレン基、1,2−シクロプロピレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基または1,4−フェニレン基であり、これら各基中、1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの=CH−は窒素原子で置換されていてもよく、1つまたは2つの−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
    、Z、ZおよびZ:相互に独立して、単結合または炭素数1〜4のアルキレン基であり、該アルキレン基中、1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、1つ以上の−CH−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。また、1つ以上の−CHCH−は−CH=CH−または−C≡C−で置換されていてもよく、1つの−CHCH−は−COO−または−OCO−で置換されていてもよい。
    m、n、oおよびp:相互に独立して0または1である。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の化合物を含む液晶組成物。
  7. 請求項6に記載の液晶組成物を、電極が配設された2枚の基板間に封入してなる液晶電気光学素子。
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